Long-term response of living forest biomass to extensive logging in subtropical China

Forest disturbance and recovery are critical ecosystem processes,but the temporal patterns of disturbance have not been studied in subtropical China.Using a tree-ring analysis approach,we studied post-logging above-ground(ABG)biomass recovery dynamics over a 26-year period in four plots with different degrees of logging disturbance.Before logging,the ABG biomass ranged from 291 to 309 t ha-1.Soon after logging,the plots in primary forest,secondary forest,mixed forest and singlespecies forest had lost 33,91,90 and 100%of their initial ABG biomass,respectively.Twenty-six years after logging,the plots had regained 147,62,80 and 92%of their original ABG biomass,respectively.Over the 26 years following logging,the mean CAI(Current annual increment)were 10.1,5.5,6.4 and 10.8 t ha^-1 a^-1 and the average MAI(Mean annual increment)8.7,2.5,5.6 and 7.8 t ha^-1 a^-1 for the four forest types,respectively.The results indicate that subtropical forests subjected to moderate logging or disturbances do not require intensive management and single-species plantings can rapidly restore the above-ground biomass to levels prior to heavy logging.     

Comparison of four methods for estimating leaf area index based on terrestrial three-dimensional laser scanning

The leaf area index (LAI) of 16 sample plots was estimated based on terrestrial three-dimensional laser scanning. The point-cloud data of stand canopy were first scaled and projected onto a hemisphere according to Lambert azimuthal equal-area projection or stereographic projection, and the resulting hemispherical point-cloud images were used to extract the canopy porosity coefficients. Then, single-angle inversion and Miller formula inversion methods were used, respectively, to calculate the effective leaf area indices with canopy porosity coefficients. Results showed that the effective LAIs estimated by single-angle inversion method with Lambert projection and stereographic projection were within the range of 2.14~5.36 and 1.83~4.67, respectively. The effective LAIs obtained by Miller formula inversion method with Lambert projection and stereographic projection were within the range of 1.84~4.67 and 1.68~4.34, respectively. As a comparison, the LAI measured with a fish-eye camera ranged from 1.55 to 3.87. The LAI values estimated with four different calculation methods were linearly correlated with those measured by a fish-eye camera. The highest coefficient of determination (R²) 90.28% was obtained by the Miller formula inversion method combined with stereographic projection, and Duncan’s new multiple range test also further showed that this method had a relatively higher precision compared to other three methods.     

碱性竹笋专用配方肥研发及肥效试验初报

根据雷竹林的需肥规律、土壤供肥性能和肥料效能,选用碱性的肥料原料,研究配制了碱性竹笋专用配方肥料。土壤酸化的雷竹林施用该肥料后,自然出笋林和覆盖出笋林的土壤pH值分别平均增加0.53和0.18;有机质分别提高9.76%和7.69%;土壤速效氮、速效钾的含量均有所降低;专用配方肥的施肥量较常规肥料减少42%以上,但产笋量平均增加10%以上,笋品质明显提升。碱性竹笋专用配方肥可以起到一肥多效的效果,对保护生态环境、保障食品安全、促进雷竹林可持续发展都具有重要意义。     

施硒对水稻外观品质及籽粒硒、镉和砷含量的影响

喷施叶面硒肥是提高水稻籽粒硒含量的有效措施。通过对杂交水稻隆两优华占在孕穗期施用不同浓度的硒叶面肥,研究了施硒对水稻外观品质及籽粒硒、镉和砷含量的影响。结果表明:①施硒能显著提高水稻的整精米率,降低垩白度,当施用量为23 g/hm~2复合硒叶面肥+20 g/hm~2亚硒酸钠时,整精米率达到最高值65.67%,垩白度达到最低值0.65%;②增施硒肥能增加水稻精米和糙米的硒含量,当施用量为23 g/hm~2硒叶面肥+30 g/hm~2亚硒酸钠时,水稻精米和糙米硒含量分别达到最大值为0.784 3 mg/kg和0.816 7 mg/kg,糙米积累硒的能力高于精米;③增施硒肥对水稻精米和糙米中镉和砷含量均没有显著影响,表明籽粒对硒与镉和砷的吸收没有协同作用。同一处理下糙米镉含量均高于精米镉含量,但差异不显著,糙米对重金属砷的累积效果均显著高于精米。     

秸秆饲料化全细胞纤维素酶的构建及应用

为提升秸秆饲料的品质,通过构建全细胞酿酒酵母纤维素酶,探究全细胞纤维素酶用于秸秆饲料化的应用前景。通过与其他青贮菌剂对比用于秸秆饲料化发酵,比较分析全细胞酿酒酵母纤维素酶在秸秆饲料化中的应用效果。试验发酵条件设置为：发酵温度28℃,发酵时间14 d,真空厌氧发酵。结果表明：与乳酸菌发酵相比,纤维素酶与乳酸菌混合发酵的玉米秸秆铵态氮/总氮比没有明显上升（P>0.05）,因此不会造成饲料中的蛋白过量分解;纤维素含量显著下降（P<0.01）,相比未发酵秸秆下降15.03个百分点,比乳酸菌发酵效果提高一倍以上,与商用青贮剂发酵效果相当;半纤维素含量相比未发酵秸秆下降2.70个百分点。研究表明酿酒酵母全细胞纤维素酶与乳酸菌混合处理秸秆,可提高纤维素酶酶解效率,有效减低秸秆中纤维素、半纤维素含量,酶解产物可加速乳酸菌发酵进程,全细胞酶可增加秸秆单细胞蛋白含量,实现玉米秸秆发酵效果、营养价值和利用效率的同步提升。     

基于高分三号卫星数据的水体自动提取及应用

【目的】高分三号(GF-3)卫星具有全天时、全天候对地观测能力,基于高分三号雷达数据开展水体自动提取及业务运行研究,是洪涝监测、旱情监测等水资源管理的技术支撑。【方法】文章提出了一种基于阈值自动分割的水体自动化提取算法,通过影像直方图分布特征自动确定分割阈值,自动化提取水体。针对全国大范围业务监测需求,设计提出数据订阅接收、数据预处理、水体提取、后处理和产品入库、数据分析和产品展示的全流程业务运行系统。【结果】以云南省阳宗海、江苏省洪泽湖、北京市密云水库等3个典型水体验证算法的有效性,比较了不同极化数据水体提取结果。(1)直方图呈现典型的双峰特征分布,水体和背景像元被自动化寻找的阈值有效分割;(2)水体提取的精度对极化方式的选取并不敏感。【结论】采用GF-3卫星数据进行水体自动提取,能有效监测水资源,为洪涝、旱情等农田水利管理提供数据支持。     

条带深松清垄秸秆混埋联合作业机的设计与试验

东北三省是全国最大的玉米主产区,玉米种植面积达1.53×107hm2,每年可收集的玉米秸秆量超过1.1×1 011kg。但是,东北玉米秸秆的总利用率不到5 0%,大部分秸秆被废弃或燃烧掉,在浪费大量农业资源的同时更造成了严重的环境污染。秸秆还田能够有效增加土壤有机质含量,改善土壤结构,也可以解决中国因秸秆过剩而产生的堆集、焚烧造成的环境污染问题。根据合理耕层构建中深耕改土、间隔耕作、秸秆还田农业技术要求,设计了一种一次作业可完成防堵深松、清垄、混埋及镇压等多功能秸秆混埋还田联合作业机。通过对关键部件防堵深松装置、清垄装置和混埋装置等结构优化设计和运动分析,确定了各关键部件的结构形式和参数,以及各部件的配置关系和整机性能参数。田间试验表明:该机在前进速度为5km/h时,秸秆覆盖量为1.0kg/m2;秸秆混埋深度为15.43cm时,混埋率为95.06%,碎土率为96.02%。该机作业性能达到了设计要求,为东北平原构建合理耕层配套机具的设计、改进和评价提供科学依据与方法。     

籽用瓜联合收获机捡拾器试验研究

为提高籽瓜机械化收获作业质量,满足农艺要求,改进设计了籽瓜联合收获机的捡拾器,阐述分析了捡拾器总体结构及工作原理,优化了活动机架底板、捡拾弹齿和弹齿座杆总成结构参数。为研究捡拾器最佳工作参数,以行走速度、捡拾装置转速和座杆间距为试验因素,捡拾破损率和漏捡率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,通过极差分析找出各性能指标影响因素的主次顺序和较优组合。试验结果表明:当行驶速度为1.5 km/h、捡拾装置转速为1 5 0 r/min、座杆间距为5 0 8.0 mm时,捡拾作业性能最优,其捡拾破损率为6.7%,漏捡率为3.2%。田间适应性收获试验表明:捡拾器对不同大小类型籽瓜品种均具有良好的适应性。     

玉米精量播种监测系统的设计与试验

针对玉米精播机作业时常会发生导种管堵塞、地轮排种轴机械传动系统故障及种箱排空造成的漏播等现象,基于单片机技术设计了一套玉米精量播种监测系统,包括整体结构与排种监测传感器电路,完成了相关参数设置。该系统实现了对玉米精播机的播种量、播种速度、播种面积、地轮转速、排种轴转速、种箱料位及机具升降状态等指标的实时监测和漏播故障诊断功能,支持对精播机作业数据远程实时监控管理功能。试验结果表明:玉米精量播种监测系统单粒测量精度约为98.8%,能够实现作业过程的实时监测及远程监管功能。     

圆盘式开沟机抛土性能的研究

近年来,新疆的果园开沟装备较过去人工开沟得到了跨越式发展,一个完备的技术体系正在逐步建立,但受功耗高、效率低、回流多等因素制约,果园开沟装备在稳定性方面仍存在许多不足,严重影响开沟性能。为此,有必要对适用于新疆矮、密种植模式的果园圆盘式开沟技术进行一个系统总结与分析,为后续开沟的技术装备研发指明方向。为此,分析了国内外旋耕机对抛撒轨迹的研究现状,总结了目前已有的正转旋耕模型和反转旋耕模型两种旋耕模型研究现状,分析了基于MatLab、Simulink、高速摄像机、高速数字图像采集和图像处理等技术对盘式开沟机开沟刀具运动、土块单元运动情况,并探究了影响圆盘式开沟机抛洒轨迹的的主要因素,展望了未来果园圆盘式开沟技术装备发展方向。